Морфофункциональная характеристика коры надпочечных желез крыс при пролонгированной алкогольной интоксикации и применении антиоксидантов

Кварацхелия, Анна Гуладиевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Морфофункциональная характеристика коры надпочечных желез крыс при пролонгированной алкогольной интоксикации и применении антиоксидантов
ВАК РФ 03.03.04, Клеточная биология, цитология, гистология

Автореферат диссертации по теме "Морфофункциональная характеристика коры надпочечных желез крыс при пролонгированной алкогольной интоксикации и применении антиоксидантов"

На правах рукописи

Кварацхелия Анна Гуладиевна

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОРЫ НАДПОЧЕЧНЫХ ЖЕЛЕЗ КРЫС ПРИ ПРОЛОНГИРОВАННОЙ АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ И ПРИМЕНЕНИИ АНТИОКСИДАНТОВ

03.03.04 — клеточная биология, цитология, гистология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

005537810 Новосибирск — 2013

005537810

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежская государственная медицинская академия имени Н.Н.Бурденко» МЗ РФ

Научные руководители:

кандидат медицинских наук, доцент

Алексеева Наталия Тимофеевна

доктор медицинских наук, доцент

Чава Светлана Валерьевна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Клинникова Марина Геннадьевна

доктор биологических наук, Селятицкая Вера Георгиевна

Ведущая организация:

ФГБУ «Научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной лимфологии» Сибирского отделения РАМН (Новосибирск)

на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 001.037.01 в ФГБУ «НИИ региональной патологии и патоморфологии» СО РАМН по адресу: 630117, Новосибирск, ул. Тимакова, 2, тел. 334-84-38.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБУ «НИИ региональной патологии и патоморфологии» СО РАМН.

ведущий научный сотрудник лаборатории цитологии и клеточной биологии ФГБУ «НИИ региональной патологии и патоморфологии» СО РАМН

профессор

заведующая лабораторией эндокринологии ФГБУ «Научный центр клинической и экспериментальной медицины» СО РАМН

Защита диссертации состоится <

час.

Автореферат диссертации разослан

Ученый секретарь Совета по защите докторских

и кандидатских дисо---------"

Д 001.037.01

Молодых Ольга Павловна

доктор биологических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В современной биологии и медицине большое значение имеет исследование влияния на организм хронической алкогольной интоксикации и выявление нарушений, происходящих в организме животных при хронической принудительной алкоголизации. Существенное значение придается при этом определению морфофункционального состояния эндокринной системы, обеспечивающей регуляцию жизненно важных процессов (Дедов И.И. и др., 2002).

Надпочечники (НП) являются основным эффекторным звеном гипо-таламо-гипофизарно-надпочечниковой системы, и уровень их структурно-функционального состояния свидетельствует об адекватности реагирования адаптивной системы на экзогенные и эндогенные стрессорные воздействия, одним из которых является алкогольная интоксикация (Ма-медов В.К., 2004; Пауков B.C., 2007; Колдышева Е.В., Лушникова Е.Л., 2008; Бузуева И.И. и др., 2010; Теплый Д.Л. и др., 2010). Употребление алкоголя действует на организм как стрессорный фактор и обусловливает активацию гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (Ogilvie К. et al., 1997; Kinoshita Н. et al., 2001). Даже при умеренной алкогольной интоксикации (3 г/кг) отмечается увеличение в плазме крови концентрации адренокортикотропного гормона (АКТГ) (Ogilvie К. et al., 1997). Повышение уровня кортикостерона происходит при концентрации этанола в крови, равной 0,1 - 0,14% (Jenkins J.S., Connolly J., 1968). Ряд исследователей придерживается мнения о том, что такие нарушения могут способствовать развитию алкогольной зависимости и предопределять ее течение. Однако морфологические эквиваленты этого явления изучены недостаточно полно (Обут Т.А., 1994). Некоторые исследователи показали, что стероидные гормоны надпочечных желез, в частности, кортикостерон, могут играть существенную роль в модуляции потребления алкоголя в популяции крыс (Климачевский A.A., 2009; Spenser R.L., McEwen B.S., 1997).

Морфологические изменения надпочечников при злоупотреблениях алкоголем изучены недостаточно полно. Данные по этому вопросу неоднозначны и в определенной степени противоречивы. Установлено, что этанол обладает способностью непосредственно влиять на конформацию белковых молекул, нарушая их способность к функционированию. Показано также, что этанол и его метаболиты (прежде всего ацетальдегид) могут изменять генную экспрессию, ингибировать пролиферацию, замедлять дифферен-цировку клеток и индуцировать апоптоз (Garriga J. et al., 2000; Jankala H. et al., 2000,2002; Ren J. et al., 2002). Однако вопросы влияния хронической алкогольной интоксикации на морфологическое состояние коры надпочечных желез у животных, подвергавшихся принудительной алкоголизации, а также предпочитавших алкоголь питьевой воде, освещены недостаточно.

Практически отсутствуют данные о влиянии различных протекторов и антиоксидантов (в частности, а-токоферола) на структурные особенности

коры надпочечников в условиях алкоголизации. Исходя из вышеизложенного, были сформулированы цель и задачи исследования.

Цель исследования: оценить структурно-функциональные преобразования коры надпочечных желез крыс под влиянием а-токоферола на фоне пролонгированной хронической алкогольной интоксикации.

Задачи исследования:

1. В эксперименте на животных разработать модель пролонгированной хронической алкогольной интоксикации.

2. Провести мониторинг состояния коркового слоя надпочечных желез в зависимости от сроков алкогольной интоксикации.

3. Изучить особенности структурных преобразований коркового слоя надпочечников при пролонгированной хронической алкогольной интоксикации на фоне применения а-токоферола.

4. Исследовать модифицирующее влияние а-токоферола на структурно-функциональные преобразования коры надпочечных желез при пролонгированной алкогольной интоксикации.

Научная новизна. Разработанные экспериментальная и математические модели морфофункциональных изменений коры надпочечных желез позволили впервые выявить и уточнить динамику комплекса стереометрических, гистохимических изменений при хронической алкогольной интоксикации экспериментальных животных, а также оценить модифицирующее влияние антиоксиданта а-токоферола на изменения надпочечных желез у алкоголизированных крыс.

Впервые проведена оценка динамики состояния коры надпочечников (НП) в условиях хронической алкогольной интоксикации при наличии и отсутствии антиоксидантной коррекции, что позволило выявить особенности морфологической реакции клеток коры надпочечников как в зависимости от сроков добровольной экзогенной дотации алкоголя, так и проводившейся метаболической коррекции, в том числе и при наличии периода отмены приема алкоголя. Показаны особенности изменений гистохимических маркеров белкового обмена (оптическая плотность белка в ядре и цитоплазме клеток, РНК ядрышек и цитоплазмы) в их связи с размерами ядер и площади сечений цитоплазмы. Полученные данные впервые сопоставлены с морфологической характеристикой особенностей распределения включений холестерина и динамикой изменения содержания липидов, что позволило представить морфологические маркеры нарушения метаболизма клеток в условиях хронической алкогольной интоксикации.

Получены приоритетные данные, отражающие изменения морфоме-трических показателей в условиях метаболической коррекции с использованием а-токоферола. Установлено, что увеличение длительности приема алкоголя приводит к более выраженным нарушениям распределения холестерина и общих липидов в коре надпочечников, что отражает нарушения жирового обмена у животных в условиях хронической алкогольной инток-

сикации. Показано, что проведение метаболической коррекции приводит к нормализации структурных параметров адренокортикоцитов, усилению восстановительным процессам в коре НП как по данным морфометрии, так и результатам гистохимического исследования.

Таким образом, впервые проведена комплексная оценка функциональных и морфологических особенностей коры НП при длительном алкогольном воздействии и применении антиоксидантного агента (а-токоферола), что позволило в рамках экспериментальной модели изучить эффективность данного корригирующего воздействия.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. Полученные результаты могут быть использованы для выявления особенностей структурно-функциональных изменений интерреналовой системы надпочечников при алкоголизации организма и разработки путей их коррекции.

Разработанная модель хронической алкогольной интоксикации, экспериментальная и математические модели морфофункциональных изменений коры надпочечных желез внедрены в научно-исследовательскую практику НИИ экспериментальной биологии и медицины при ГБОУ ВПО «Воронежская государственная медицинская академия имени Н.Н.Бурденко» МЗ РФ.

Материалы диссертации используются на лекциях и практических занятиях кафедры анатомии и физиологии ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный педагогический университет» Министерства образования и науки РФ.

Основные положения, выносимые па защиту:

1. Выявленные изменения, характеризующие количественные характеристики клеток различных зон коры надпочечных желез, находятся в тесной функциональной зависимости от показателей, отражающих их белково-синтетическую активность. Установлено, что динамика размеров ядра и цитоплазмы клеток, а также ширина зон коры надпочечников изменяется в зависимости от сроков алкоголизации, что сопровождается фазными изменениями гистохимических маркеров белково-синтетической активности клеток.

2. Обнаруженные структурно-функциональные сдвиги и показатели белкового обмена тесно коррелируют с содержанием включений холестерина в адренокортикоцитах. Выявлена зависимость между качественными изменениями содержания холестерина в различных зонах коры надпочечников и оптической плотностью белка в ядре и цитоплазме клеток.

3. Проведение метаболической коррекции с помощью а-токоферола оказывает позитивное влияние на морфологическое состояние коры надпочечников в разработанной экспериментальной модели, что выражается в положительной, по сравнению с группами животных, не получавших антиоксидантную коррекцию, динамике морфометрических параметров и оптической плотности белка и РНК.

Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены, обсуждены и одобрены на VI Съезде анатомов, гистологов и эмбриологов России (Саратов, 2009); X и XI Конгрессе Международной Ассоциации Морфологов (Ярославль, 2010, Самара, 2012); III и VII Молодежном инновационном форуме (Воронеж, 2010, 2012); VI Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых-медиков (Казань, 2012); международной научной конференции «Актуальные вопросы морфологии» (Кишинев, Молдова, 2012).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 научных работ (из них 6 - в журналах, рекомендованных ВАК РФ).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 153 страницах текста компьютерного набора, состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследований, результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов, списка литературы и приложений. Работа содержит 34 таблицы, иллюстрирована 25 рисунками. Список литературы включает 220 источника, в том числе 63 зарубежных.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальные исследования проведены на кафедре нормальной анатомии человека и на базе Научно-исследовательского института экспериментальной биологии и медицины ГБОУ ВПО «Воронежская государственная медицинская академия им. Н.Н.Бурденко» Министерства здравоохранения Российской Федерации. В качестве экспериментальных животных использовали беспородных крыс-самцов массой 200 - 210 г (возраст 1,5 — 2 мес) в количестве 96 животных, распределенных на контрольные и экспериментальные группы (табл. 1).

Контрольные группы: 1-я группа - виварный контроль, в которой крысы не потребляли алкоголь; 2-я группа получала антиоксидант а-токоферол в виде внутрибрюшинных инъекций из расчета 0,1 мл на 100 г массы тела животного 1 раз в сутки в течение 20 дней.

Исследование включало 6 экспериментальных групп животных, получавших 15% раствор этилового спирта в режиме свободной дотации, при этом данный источник являлся единственным источником энтерального приема жидкости. Выбор 15% раствора этанола был обусловлен указаниями на оптимальность данной концентрации для формирования у экспериментальных животных в течение относительно короткого периода изменений, соответствующих хронической алкогольной интоксикации (Буров Ю.В., 1985). На момент выведения из эксперимента не отмечалось резко выраженных отрицательных изменений в состоянии животных, свидетельствовавших о выраженном токсическом действии энтерально вводившегося этанола, в ходе эксперимента не отмечалось случаев гибели животных как следствия алкогольной интоксикации.

№ п/п Группы животных Количество животных Модель эксперимента Сроки алкоголизации Сроки выведения из эксперимента

1. Контрольная группа 12 вода 60 сут 60 сут

2. Контрольная группа+а-ТФ 12 вода+а-ТФ 80 сут 80 сут

3. 1 группа 12 алкоголь 60 сут 60 сут

4. 2 группа 12 алкоголь +а-ТФ 60 сут 60 сут

5. 3 группа 12 алкоголь +а-ТФ 40 сут + 20 сут без алк. 60 сут

6. 4 группа 12 алкоголь 80 сут 80 сут

7. 5 группа 12 алкоголь +а-ТФ 80 сут 80 сут

8. 6 группа 12 алкоголь +я-ТФ 60 сут + 20 сут без алк. 80 сут

Все группы животных находились на одинаковом пищевом рационе вивария, пища подавалась в одно и то же время суток. Выведение животных из эксперимента производили в одно и то же время суток под эфирным наркозом путем декапитации. Содержание, кормление, уход за животными и выведение их из эксперимента осуществляли в соответствии с установленными нормами согласно правилам лабораторной практики Российской Федерации (приказ МЗ РФ № 267 от 19.06.2003 г.), со строгим соблюдением принципов, изложенных в Конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других целей (Страсбург, Франция, 1986).

Для морфологических исследований надпочечных желез одну часть иссеченных тканевых блоков фиксировали в 10% нейтральном формалине, другую — в течение 24 ч в жидкости Буэна. После обезвоживания в спиртах восходящей концентрации и проводки по 1-му и 2-му диоксанам заливали в заливочную смесь «Гистомикс». Также часть иссеченного материала замораживали в петролейном эфире с использованием жидкого азота. Указанные различия в фиксации материала были обусловлены тем, что нами проводилось как морфометрическое исследование, включавшее кариометрические измерения, изучение ядерно-цитоплазматического индекса (ЯЦИ) и ширины зон коры надпочечных желез, осуществлявшееся при изучении препаратов, окрашенных гематоксилином и эозином, так и исследования гистохимической активности РНК в ядрышке и цитоплазме клеток при использовании гистохимической реакции по Браше в модификации Курника, оценка содержания белка в ядре и цитоплазме проводилась с помощью окрашивания сулема-бромфеноловым синим по Б.Маг1а, Р.Вгегег, М.АИеП (1953).

Учитывая большое значение гормонов НП в метаболизме жиров, нами проводилось изучение содержания общих липидов с помощью окраски

жировым красным «О» и холестерина с помощью качественной оценки содержания в различных зонах коры НП в поляризованном свете после заключения препарата в глицерин-желатин.

Для оценки гистохимической активности ферментов нами была использована оригинальная методика денситометрических изменений, основанная на оценке величины значений канала L цветового пространства Lab, как канала, содержащего информацию о яркости анализируемого участка.

Стереометрические измерения проводили с использованием инструмента «линейка» в программе Adobe PhotoShop CS5, при этом проводилось не менее 300 измерений ядер и цитоплазмы клеток, два наибольших взаимно перпендикулярных значения. В дальнейшем для расчета объемов использовалась формула эллипсоида вращения.

Для перевода измеренных значений в пикселях в микрометры проводилось контрольное измерение фотоизображений объект-микрометра «ЛОМО-ОМП» и определялся коэффициент пересчета. Прочие стереометрические измерения (ширина зон коры) осуществлялись с использованием указанного методического подхода.

Предварительно нами было проведено исследование адекватности данной методики в сравнении с сертифицированным аппаратно-программным комплексом «Видеотест», которое показало высокую воспроизводимость и точность получаемых нами результатов.

Статистическая обработка полученных данных осуществлялась с использованием пакета прикладных программ Statistica 6.1.; применялись традиционные методы описательной статистики с вычислением средних, стандартного отклонения и ошибки среднего (стандартной ошибки). Для оценки характера распределения использовались графический метод построения гистограмм и критерии Колмогорова-Смирнова и Лилиенфорса. В случае соответствия нормальному закону распределения применялись методы параметрической статистики - дисперсионный анализ ANO VA и MANOVA, при полимодальном распределении, отклонении от нормального закона распределения использовались непараметрические критерии Вилкоксона-Манна-Уитни и Спирмена. В качестве апостериорных критериев применялся критерий Шефе как более строгий, в качестве критериальных статистик - верхняя 2,5%-ная зона F-распределения Фишера. Для получения более наглядного представления и моделирования течения морфологических и биохимических изменений использовали методы моделирования с построением поверхностей распределения параметров с применением многомерных линейных моделей.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В микропрепаратах виварной контрольной группы животных, окрашенных гематоксилином и эозином, определялись три зоны коры: клу-бочковая, пучковая, сетчатая, ориентированные от капсулы железы к

Рис. 1. Сетчатая зона коры надпочечных желез. Виварный контроль. Окраска гематоксилином и эозином. Об. 40х, ок. !6х.

мозговому веществу. При анализе ширины зон коры обнаруживалось, что наиболее протяженной является пучковая зона (554,2±31,0 мкм), в пять раз уже ее сетчатая зона (100,8±9,1 мкм), и почти в шесть раз - клубоч-ковая зона (85,0±4,5 мкм). Указанные различия могут свидетельствовать о существовании особенностей функционирования клеток отдельных зон коры. Паренхима железы заключена в соединительнотканную капсулу. В пределах клубочковой зоны клетки полиморфны, различной величины, в большинстве случаев относительно небольших размеров (90,8±5,9 мкм2). Выражена подклубочковая, переходная зона с относительно плотной зернистой цитоплазмой. Нуклеолемма по периметру ровная. В центре ядра определяется окрашенное ядрышко.

В пучковой зоне клетки кубической или многоугольной формы сгруппированы в виде параллельных эпителиальных тяжей, ориентированных от клубочковой к сетчатой зоне. В сетчатой зоне обнаруживались изменения показателей адренокортикоцитов. Клетки сетчатой зоны небольших размеров (53,1±1,7 мкм2) с умеренной оксифильной цитоплазмой, обнаруживались немног очисленные вакуоли, а также капилляры, проходящие между эпителиальными тяжами (рис. 1). Исследования размеров ядер показали, что наиболее крупные ядра определяются в клетках пучковой зоны (22,2±0,44 мкм2), объем ядер эпителиоцитов сетчатой и клубочковой зон близки по значению.

Морфометрическая оценка ширины (толщины) зон коры при исследовании гистологических срезов показала существенные различия как их абсолютных величин, так и показателей отношения ширины каждой зоны к общей ширине коры (табл. 2).

Проведение изучения ширины зон коры НИ показало, что в группах животных, получавших экзогенную дотацию алкоголя на протяжении 60 и 80 сут при отсут ствии метаболической коррекции антиоксидантами, отмечалось уменьшение ширины клубочковой зоны (КЗ), причем оно было

Таблица 2. Показатели отношения ширины зон коры к общей ширине коры (в мкм)

К К+ а-ТФ Экспериментальные группы

I II III IV V VI

Общая ширина коры 740,0± 35,2 765,7± 23,2 853,1± 22,6 832,9± 23,1 795,8± 49,0 915,8± 52,4 970,8=ь 41,9 803,4± 19,3

Ширина КЗ 85,0± 4,5 91,4± 4,2 75,2± 3,8 76 Д ± 3,2 76,7± 7,0 65,8± 4,0 74,2± 6,8 88,2± 2,2

Ширина ПЗ 554,2± 31,0 600,1± 22,5 668,4± 24,2 656,6± 22,0 628,3± 44,3 742,5± 46,7 727,5± 29,5 611,2± 20,6

Ширина СЗ 100,8± 9Д 74,2± 5,0 109,3± 9,5 100,2± 6,7 90,8± 5,6 107,5± 13,5 169,2± 18,3 104,0± 5,1

Контроль Экспериментальные группы

Рис. 2. Ширина зон коры надпочечных желез в контрольных и экспериментальных группах.

более выражено в 4-й группе экспериментальных животных, где изменения были статистически достоверными по сравнению с контрольными группами (рис. 2). Следует отметить прогрессивно нараставшее стирание отличий границ клубочковой и пучковой зон (ПЗ) в данных группах животных.

В группах животных, получавших метаболическую коррекцию с использованием антиоксиданта токоферола, также выявлялась четко выраженная зависимость ширины зоны от длительности приема этилового спирта. В то же время необходимо отметить, что в 6-й группе у животных, как получавших алкоголь, так и имевших период отдыха в течение 20 сут, ширина клубочковой зоны приближалась к показателям виварного контроля.

Изучение динамики изменения ЯЦИ (рис. 3) показало достаточно выраженные и статистически достоверные изменения в группах животных, получавших изолированную экзогенную алкогольную дотацию. При этом

Примечание. КЗ - клубочковая зона, а-ТФ - а-токоферол.

100%

К+ а-ТФ

ПЗ

- пучковая зона, СЗ - сетчатая зона,

Экспериментальные группы Контроль

Рис. 3. Ядерно-цитоплазматический индекс в клубочковой зоне в контрольных и экспериментальных группах.

характер выявленных изменений был разнонаправленным. При длительности приема 60 сут отмечалось увеличение ЯЦИ по сравнению с контрольными группами, в то время как в 4-й группе отмечалось уменьшение ЯЦИ.

Проведение моделирования динамики зависимости ширины зоны коры, размера ядра, цитоплазмы клетки, ЯЦИ и гистохимических маркеров содержания белка в ядре и цитоплазме и РНК в ядрышке и цитоплазме показало, что уменьшение ширины КЗ коры у экспериментальных животных сопровождалось уменьшением площади сечения клетки с одновременным уменьшением содержания белка в цитоплазме, причем данные параметры находились в достаточно тесной корреляционной зависимости. Кроме того, увеличение длительности приема экзогенного этанола приводило в случае КЗ к последующему уменьшению размеров ядра и ЯЦИ, сопровождавшееся также уменьшением ширины КЗ.

В группах, получавших метаболическую коррекцию, отмечалась обратная по сравнению с 1 -й и 4-й группами динамика. При этом у животных 3-й группы динамика изменений ширины КЗ коры, ЯЦИ и параметров общего белка цитоплазмы приближалась к таковой в контрольной группе. Изменение содержания белка в цитоплазме в данном случае, вероятно, можно расценивать как показатель стрессовой реакции, не достигающей еще степени дезадаптации. В ПЗ во всех экспериментальных группах отмечалось увеличение ее ширины (рис. 4), наиболее выраженными данные изменения были в 4-й и 5-й группе.

При этом отмечались достоверные отличия ширины ПЗ по отношению к виварному контролю в 1-й и 4-й экспериментальных группах. По отношению к контрольной группе животных, получавшей антиоксидант токоферол, достоверные отличия выявлены не были, при этом отмечались практически равные значения анализируемого показателя по отношению к контролю в 6-й группе.

Контроль

Экспериментальные группы

Рис. 4. Ширина пучковой зоны в контрольных и экспериментальных группах.

При сопоставлении длительности экзогенной дотации алкоголя при отсутствии метаболической коррекции не было выявлено статистически достоверной зависимости с данными объема ядер, в то же время отмечалось статистически достоверное уменьшение ЯЦИ в 4-й группе по сравнению с 1-й. В группах животных, получавших антиоксидантную терапию (2-й, 3-й и 5-й), было выявлено статистически достоверное увеличение объема ядра. При анализе ЯЦИ статистически достоверных различий во всех проанализированных группах по сравнению с адекватным контролем выявлено не было (рис. 5).

Обращает внимание четко выраженная тенденция, подтвержденная данными регрессионного анализа (г=0,55, р=0,04), к уменьшению ЯЦИ за счет увеличения объема ядра при уменьшении срока алкогольной дотации. Указанные изменения морфометрических параметров при сопоставлении их с данными гистохимического исследования показали, что в группах животных, получавших изолированную дотацию алкоголя, выявлялось разнонаправленное изменение содержания общего белка в цитоплазме и ядрах клеток: при увеличении длительности приема алкоголя выявлялось снижение концентрации белка в ядре и увеличение его концентрации в цитоплазме клеток, при этом установлена выраженная тесная корреляционная зависимость между длительностью приема алкоголя, концентрацией белка и ЯЦИ.

Сопоставление значений оптической плотности РНК ядрышка и белка в цитоплазме клеток и ядре показало, что увеличение содержания РНК сопровождалось одновременным увеличением объема ядер, и в 1 -й группе указанные изменения были менее выраженными, чем в 4-й группе, при этом значение коэффициентов регрессии свидетельствовало о фазном характере изменений с тенденцией к истощению при более длительном приеме алкоголя.

Указанные изменения в определенной степени подтверждались соответствием фазного характера динамики гистохимических параметров оптической плотности РНК и общего белка в структурах ядра и цитоплазмы. В группах животных, получавших антиоксидантную терапию,

Рис. 5. Результаты моделирования гистохимических и морфометрических параметров в пучковой зоне коры надпочечных желез при отсутствии (а) и наличии метаболической коррекции (б) у животных контрольных и экспериментальных групп.

контроль площадь здраПЗ = 27,527-4,2382*ХН,4735*у I груша площадь ядра ПЗ = 23.7404+0,9578"х+1.0016*у

>27 <27 <26

ЗМ График поверхности (агк сеоднаявіа 500і/*2378с) ЗМ График поверхности (агк свсяная.зй 500і/*2378с)

контроль площадь чцраПЗ = 33,3734-5,9438*>н-5,8304*у I группа ппощадь ядраПЗ = 25,4417-0,9141*)^22,0537*у

>28 < 28

< 27

< 26 <25 <24 <23 <22

> 31

< 31

< 30 <29 <28 <27

указанные изменения были менее выражены, причем при проведении анализа динамики гистохимических параметров в зависимости от срока приема алкоголя установлен и-образный характер результирующих кривых (рис. 6): при меньшем сроке приема этанола и наличии периода отдыха при длительной алкогольной экспозиции значения исследованных гистохимических маркеров были близки, в то время как при длительном приеме этанола, несмотря на проводившуюся антиоксидантную терапию, степень их изменений приближалась к таковым в отсутствии метаболической коррекции.

Рис. 6. Динамика гистохимических показателей и ядерно-цитоплазматического индекса в зависимости от длительности алкогольной интоксикации в виде сечений многомерных моделей и при их трехмерном представлении в сетчатой зоне коры надпочечных желез.

Negate Exponential Smoothing

NevA/ar3 = 161.5046-248,995rx»94,6726V2

0,255 0,250 0,245

о IS

K 0,240

0,235 -0,230

0.225 L

общий белок І группа адро кз = Distance Vteighted Leasi Squares ^^ ^

■i <4,7 И <4,2

□ <3,7

□ <3,2

0 /YA/VXA-Л □<2,7

\ AowxXXA < 2,2

^ /Л/УЛЛЛ/УХ < 17

40 45 50 65 60 65 70 75 80 Длительность приема алкоголя

£ 1,5

ю 1.0

0,5

0.0

| -0,5

-1,0

г -1.5

о -20

-25

IV группа площадь яЯраПЗ = 16,1Є&4+2,0695*х+6,481Гу

>30 <30 < 29 <28 <27 <26

120 1.25 1,30 1,35 1,40 1,45 1,50 1,55 Оттесняя плотность, РНК

Динамика изменений параметров в КЗ может расцениваться как проявление стрессовой реакции, показывавшей первоначальный адаптационный характер. Одновременно при этом выявлялась тенденция к увеличению ширины ПЗ коры и увеличение ЯЦИ. Проведение метаболической коррекции позволило сгладить выявленные в 1 -й и 4-й экспериментальной группах изменения.

При анализе морфометрических показателей сетчатой зоны (СЗ) установлено, что ее ширина достоверно не изменялась у животных, получавших экзогенную дотацию алкоголя. При этом обращает внимание тенденция к увеличению ширины СЗ в 1 -й и 4-й группах экспериментальных животных на 10,8 и 11,3%. Отмечалось также увеличение вариабельности данного показателя в 4-й группе животных как по сравнению с контролем, так и по сравнению с 1-й группой.

В группах животных, получавших метаболическую коррекцию с использованием токоферола, отмечались статистически достоверные отличия ширины сетчатой зоны во 2-й, 5-й и 6-й группах. В 3-й группе с наименьшей длительностью алкоголизации статистически достоверных отличий выявлено не было. Необходимо отметить, что во всех группах выявлялась тенденция к увеличению ширины зоны, достигавшей своего максимума в 5-й группе. Результаты моделирования показали относительное увеличение ширины данной зоны за счет роста площади поперечного сечения цитоплазмы, при этом отмечалось уменьшение объема ядра при увеличении длительности алкоголизации. Тем не менее, в 6-й группе животных, не только получавшей антиокисдантный препарат токоферол, но и имевшей период отдыха, выявлялось достоверное по сравнению с 5-й группой отличие ЯЦИ.

При сопоставлении данных кариометрии, ЯЦИ и содержания белка в ядре установлено, что увеличение длительности приема экзогенного алкоголя сопровождалось уменьшением величины оптической плотности белка в ядре при сравнении ядер близкого поперечного сечения. Таким образом, сравнительный анализ данных гистохимического и морфометрическош исследования позволяет предположить нарастание дистрофических процессов на фоне явлений кариопикноза при длительном приеме этанола (рис. 7, а).

В группах животных, получавших метаболическую коррекцию, моделирование динамики изменений морфометрических и гистохимических параметров выявило тесную регрессионную зависимость размеров ядра, ЯЦИ и гистохимических маркеров (общий белок и РНК ядрышка) от длительности потребления этанола. При этом значения, наиболее близкие к контрольной группе, выявлены у животных 3-й и 6-й групп, т.е. имевших наименьшую длительность приема этанола (3-я группа) и период «отдыха» от его потребления; статистически достоверных отличий по сравнению с контролем не выявлено.

Изучение результатов моделирования ширины СЗ, ЯЦИ и оптической плотности белка в цитоплазме клеток показало выраженное статистически достоверное снижение показателей (р=0,0001) в группах животных, получавших изолированно алкоголь (1-я и 4-я). Обращает внимание уплощение хода результирующих кривых и поверхностей при увеличении длительности приема алкоголя, при этом увеличению ЯЦИ соответствовало пропорциональное достоверное увеличение оптической плотности белка в цитоплазме, что, вероятно, отражает процесс адаптации к экзогенному стрессовому метаболическому фактору - приему этанола.'

В группах животных, получавших метаболическую коррекцию, в частности, в 3-й и 6-й, результирующие поверхности моделей практически повторяли ход модели контрольной группы при смещении в зону больших величин ширины данной зоны коры (рис. 7, б).

Высоко выраженная степень изменения жирового обмена при длительном приеме алкоголя сопровождается активацией процессов липогенеза

ширина сетчатой зоны коры коктроль+токоферол ширина сетчатой зоны коры III rpyina

Рис. 7. Результаты моделирования морфометрических и гистохимических показателей в группах с различными сроками алкогольной интоксикации при отсутствии (а) и применении (б) метаболической коррекции.

и синтеза холестерина. Известным итогом данных процессов является развитие процессов атеросклеротического поражения и нарастающих явлений жировой дистрофии печени. Учитывая важную роль гормонов коры НП, в частности, вырабатываемых клетками пучковой и клубочковой зон, нами была проведена качественная оценка изменений, характеризующих распределение холестерина и липидных включений в клетках коры НП. Установлено, что при увеличении длительности приема алкоголя в 1-й и 4-й группах животных отмечалось изменение характера распределения гранул холестерина по сравнению с контрольной группой. В контрольной группе характерным было пылевидное равномерное распределение оптически активных включений в клетках при исследовании в поляризованном свете. В то же время в 1 -й и 4-й группах выявлена тенденция к группировке указанных оптических феноменов с формированием микроглыбок,

преимущественно локализовавшихся в клетках пучковой и сетчатой зон. Учитывая отмечавшиеся ранее гистохимические и морфометрические изменения, можно предположить, что в данном случае мы сталкиваемся с накоплением метаболических предшественников гормонов, которые вследствие нарушенных синтетических процессов в клетке на фоне хронической алкоголизации не претерпели метаболических изменений из-за отрицательной динамики биохимических процессов.

В группах, получавших метаболическую коррекцию, выявлены сходные изменения, тем не менее, меньший срок приема экзогенного алкоголя и наличие периода отдыха приближало качественную картину распределения ассоциированных с холестерином оптических феноменов к контрольной группе. Выявлено увеличение числа включений холестерина в виде агломераций гранул в 3-й и 6-й группах как по сравнению с контрольной, так и с группой животных, получавших длительную алкоголизацию. При сравнении между 3-й и 6-й группами выявлялась менее выраженная тенденция к агломерации и увеличению включений холестерина у животных 3-й группы, что, возможно, следует расценивать как более интенсивное включение в процесс метаболизма холестерина как предшественника стероидных половых гормонов при малом сроке алкоголизации.

Распределение общих липидов выявило выраженные изменения их распределения по зонам коры у всех экспериментальных животных. Так, в 1-й и 4-й группах отмечалось появление зон снижения содержания липидов на границе клубочковой и пучковой зон. Вероятно, выявленные изменения свидетельствуют о нарушении репаративных процессов в коре надпочечников за счет снижения функциональной активности зон росткового слоя. Необходимо также подчеркнуть, что сопоставление локализации указанных изменений согласуется с выявленной размытостью границы клубочковой и пучковой зон, отмеченной ранее. У животных 3-й группы практически отсутствовали указанные изменения, что тоже согласуется с выдвигаемой нами гипотезой о выраженных изменениях метаболических процессов в клетках камбиальных слоев как следствие явлений истощения их в условиях экзогенного метаболического стресса, вызванного приемом алкоголя.

В заключение показано, что хроническая алкогольная интоксикация приводит к значительным стереометрическим изменениям коры НП в виде изменений ЯЦИ за счет изменения как размеров ядра, так и цитоплазмы, причем преобладающей тенденцией было уменьшение размеров ядра при увеличении срока приема этанола. В то же время выявлялись уменьшение содержания белка в ядре клеток с увеличением его концентрации в цитоплазме и обратная динамика РНК по данным гистохимических исследований, что, вероятно, отражает процесс адаптации животных к хроническому приему алкоголя.

Впервые показаны комплексные изменения в коре НП у животных при наличии хронической алкогольной интоксикации в виде уменьшения

ширины КЗ и увеличения ширину ПЗ в совокупности с нарастающими изменениями белкового обмена и выраженными сдвигами морфологических маркеров липидного обмена, что можно расценивать как проявления процессов дезадаптации в условиях хронического стресса. Полученные данные впервые показали положительное корректирующее воздействие антиоксиданта а-токоферола на выявленный комплекс морфологических изменений коры НП. Его использование позволило приблизить стереометрические и гистохимические параметры к значениям контрольных животных, также получавших а-токоферол, а также интактному контролю.

Таким образом, впервые получены новые данные, носящие приоритетный характер, о динамике морфологических характеристик надпочечных желез в разработанной экспериментальной модели хронической алкогольной интоксикации и при использовании антиокисдантной коррекции, которые могут быть в дальнейшем применены при разработке мероприятий коррекции при наличии подобных видов токсического воздействия.

ВЫВОДЫ

1. Хроническое потребление алкоголя вызывает выраженные изменения морфофункционального состояния коркового вещества надпочечников, которые обусловлены структурно-метаболическими сдвигами в адренокортикоцитах.

2. Увеличение срока алкогольной дотации приводит к уменьшению ЯЦИ до 10,4%. Антиоксидантная коррекция обусловливает статистически достоверное изменение данного параметра у крыс с максимальной длительностью приема алкоголя как по сравнению с контрольной группой, так и с группами животных, не получавших указанное воздействие. Максимально длительный прием алкоголя (60 сут) с последующей его отменой и использованием а-токоферола способствует восстановлению ЯЦИ до контрольного значения (Д ЯЦИ менее 1,7).

3. Хроническая алкогольная интоксикация приводит к значительным изменениям ширины коркового вещества надпочечников. Ширина клубоч-ковой зоны во всех группах экспериментальных животных уменьшается от 16,1 до 27,9% в группах с отсутствием и наличием антиоксидантной коррекции соответственно. Применение а-токоферола при отмене приема алкоголя способствует сохранению ширины данной зоны на уровне контрольных значений, в то время как при отсутствии антиоксидантной терапии происходит статистически достоверное ее уменьшение.

4. По данным регрессионного анализа, существует отрицательная зависимость между шириной клубочковой зоны и длительностью приема алкоголя (г^-0,376). В группах с наименьшей и наибольшей длительностью приема алкоголя размеры ядер адренокортикоцитов в клубочковой зоне уменьшаются, что обусловливает ТЗ-образный характер регрессионной зависимости: V ядра=6243-45531 *х+82968*х2, где х - длительность приема алкоголя.

5. Хроническое потребление алкоголя приводит к увеличению ширины пучковой зоны, наиболее выраженному при максимальной длительности алкогольной дотации (до 44,8%). Использование метаболической коррекции способствует снижению данного параметра и его приближению к контрольному значению, что, наряду с выявленной динамикой ЯЦИ, позволяет расценивать указанные изменения как проявления хронического стресса.

6. По данным факторного анализа и множественного регрессионного анализа, существует статистически значимая зависимость между содержанием холестерина в клетках пучковой зоны, увеличением ширины зоны коры надпочечников и уменьшением оптической плотности белка и РНК в ядрышке и ядре клеток (Л2=44,8; р<0,001) у животных с наибольшей длительностью потребления алкоголя. Указанные изменения отражают особенности обмена холестерина в клетках пучковой зоны коры надпочечников в условиях длительного потребления алкоголя.

7. На основании комплекса стереометрических и гистохимических изменений предложена прогностическая модель динамики морфологических изменений в зависимости от длительности алкогольной интоксикации: ширина К3=126,3"1 19,8*х-65,6*у+0,7622, ширина П3=25,6+3,48*х2-0,26*у+17,3г2, ширина СЗ=63,2-0,6*х+111,3*у-0,255 г2, где х - ЯЦИ, у — оптическая плотность белка в цитоплазме, х — длительность приема алкоголя. Предложенная модель свидетельствует о наличии сложной нелинейной зависимости морфометрических параметров от длительности потребления алкоголя.

8. Морфологические изменения на фоне антиоксидантной терапии, особенно в сочетании с периодом отмены приема алкоголя, свидетельствуют о ее корригирующем влиянии на комплекс структурных и биохимических реакций адренокортикоцитов. Антиоксидантная терапия способствует активации репаративных процессов в надпочечных железах: увеличению концентрации белка в ядре и цитоплазме клеток - при меньшей длительности приема алкоголя до 37,9% (р<0,01) по сравнению с группой с наибольшей длительностью приема алкоголя.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ГГНС - гипоталамо-гипофизарная нейроэндокринная система

К — контроль

КВ - корковое вещество

КЗ — клубочковая зона

НП - надпочечная железа, надпочечник

ПЗ - пучковая зона

СЗ - сетчатая зона

ЯЦИ - ядерно-цитоплазматический индекс а-ТФ - альфа-токоферол

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Семенов С.Н., Долгополова Т.В., Кварацхелия А.Г. Морфофункцио-нальные изменения гипоталамо-гипофизарной нейросекреторной системы крыс при пролонгированной алкогольной интоксикации // Однораловские морфологические чтения: сб. науч. тр. под ред. проф. И.Э. Есауленко. -Вып. 8. - Воронеж: ИПЦ ВГУ, 2009. - С. 196 - 199.

2. Семенов С.Н., Полякова-Семенова Н.Д., Долгополова Т.В., Кварацхелия А.Г. Модифицирующее влияние а-токоферола на изменения гипоталамо-гипофизарной нейросекреторной системы крыс при пролонгированной алкогольной интоксикации // Морфология. - 2009. — Т. 136.-№4.-С. 125.

3. Семенов С.Н. Состояние коры надпочечников при пролонгированной алкогольной интоксикации // Морфология. - 2010. - Т. 137. - № 4. - С. 170-171.

4. Кварацхелия А.Г., Семенов С.Н. Структурно-функциональная перестройка коры надпочечников при алкогольной интоксикации // VIII Всероссийская конференция по патологии клетки: сб. научн. тр. — М., 2010. - С. 118-119.

5. Долгополова Т.В., Кварацхелия А.Г., Семенов С.Н. Динамика массы тела, головного мозга, гипофиза и надпочечных желез при хронической алкогольной интоксикации у крыс с различной толерантность к алкоголю // Вестник новых медицинских технологии. — Тула, 2011. — Т. 18, № 2.-С. 140-141.

6. Кварацхелия А.Г., Семенов С.Н. Влияние антиоксидантов на изменения коры надпочечных желез при хронической алкогольной интоксикации // Вестник новых медицинских технологий. - 2011. — Т. 18, № 2. - С. 253 - 255.

7. Кварацхелия А.Г., Семенов С.Н. Характеристика изменений структуры коры надпочечных желез при алкогольной интоксикации и введении антиоксиданта // Материалы VI Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых медиков. - Казань: ИД «Меддок», 2012. -С. 75-77.

8. Кварацхелия А.Г., Семенов С.Н., Полякова-Семенова Н.Д. Мор-фометрические изменения коры надпочечников крыс при алкогольной интоксикации // Морфология. - 2012. - Т. 141. - № 3. - С. 74 - 75.

9. Кварацхелия А.Г., Семенов С.Н. Гистохимические изменения коры надпочечников крыс при хронической алкогольной интоксикации II Вестник новых медицинских технологий. — 2012. - Т. 19, № 2. — С. 142 - 144.

10. Kvaratskheliya A.G., Semyonov S.N., Fetisov S.O. Morphofunctional changes in the structure of rats' adrenal glands cortex zones by alcohol intoxication and the effect of antioxidant // Actual issues of morphology

Materials of the International Scientific Conference dedicated to the birth centenary of Professor B. Z. Perlin. - Chisinau, 2012. - C. 143-147.

11. Kvaratskheliya A.G., Alexeeva N.T., Serezhenko N.P. Impact of a-tocopherol on the adrenal glands of chronically alcoholized rats // Euromedica: Internationaler medizinischer kongress. - Gannover, 2013. - P. 138- 139.

12. Кварацхелия А.Г., Чава C.B., Алексеева H.T., Никитюк Д.Б. Морфо-метрические показатели коры надпочечных желез крыс при хронической алкогольной интоксикации и коррекции а-токоферолом // Журнал анатомии и гистопатологии. - 2013. - Т. 2, № 2. - С. 65 - 71.

13. Алексеева Н.Т., Кварацхелия А.Г. Модифицирующее действие антиоксиданта а-токоферола на надпочечные железы хронически алкого-лизированных крыс // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - Иордания, 2013. - № 5. - С. 156.

Соискатель

А.Г.Кварацхелия

Подписано в печать 20.09.2013. Формат 60x84/16. Гарнитура Тайме. Бумага Zoom plus. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 66. Отпечатано в типографии ОАО "НИИ систем" Новосибирск-58, ул. Русская, 39. т. 306-67-39

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Кварацхелия, Анна Гуладиевна, Новосибирск

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМ.Н.Н. БУРДЕНКО МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

04201362180

Кварацхелия Анна Гуладиевна

03.03.04 - клеточная биология, цитология, гистология

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научные руководители: кандидат медицинских наук, доцент Н.Т. Алексеева доктор медицинских наук, доцент C.B. Чава

Новосибирск 2013

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АДГ - антидиуретический гормон АКТГ - адренокортикотропный гормон АКЦ - адренокортикодицы ГГБ - гистогематический барьер

ГГНС - гипоталамо-гипофизарная нейроэндокринная система

КВ - корковое вещество

КЗ - клубочковая зона

НАД-Н - никотинамидадениндинуклеотид

НП - надпочечная железа, надпочечник

ПЗ - пучковая зона

РНК - рибонуклеиновая кислота

СЗ - сетчатая зона

ЭПС - эндоплазматическая сеть

ЯЦО - ядерно-цитоплазматическое отношение

а-ТФ - альфа-токоферол

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................5

Глава I. МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА НАДПОЧЕЧНЫЕ ЖЕЛЕЗЫ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) ......10

1.1. Функциональная морфология надпочечных желез ............................10

1.2. Токсическое действие этанола на организм ........................................18

1.3. Структурно-функциональные изменения в коре надпочечных желез при действии различных факторов стресса..............................21

1.4. Структурно-функциональная характеристика надпочечников

при алкогольной интоксикации............................................................. 26

1.5. Влияние антиоксиданта а-токоферола на отдельные

системы организма.................................................................................31

Глава II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ .......................35

2.1 Методика формирования экспериментальных групп.........................35

2.2. Методики морфологических исследований ........................................38

2.2.1. Морфометрические исследования......................................................38

2.2.2. Гистохимические методы исследования............................................40

2.3. Статистический анализ ..........................................................................41

Глава III. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ...........42

3.1. Морфофункциональная характеристика клеток коры надпочечных желез животных виварной контрольной группы ........42

3.2. Морфофункциональная характеристика клеток коры надпочечных желез контрольной группы животных

на фоне введения антиоксиданта а-токоферола .................................53

3.3. Морфофункциональная характеристика кортикостероцитов коры надпочечных желез крыс при разных сроках алкоголизации.........................................................................................57

3.4. Морфофункциональная характеристика клеток коры надпочечных желез алкоголизарованных крыс, получавших метаболическую коррекцию с использованием

антиоксиданта а-токоферола.................................................................68

3.5. Морфофункциональная характеристика клеток надпочечных желез хронически алкоголизированных крыс после периода «отдыха» и применения антиоксиданта а-токоферола ......................74

Глава IV. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.............80

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................................................................86

ВЫВОДЫ .............................................................................................................88

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................................90

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В современной биологии и медицине большое значение имеет исследование влияния на организм хронической алкогольной интоксикации. Одним из важнейших аспектов проблемы изучения влияния этилового спирта является выявление нарушений, происходящих в организме животных при хронической принудительной алкоголизации. На современном этапе развития науки существенное значение придается определению мор-фофункционального состояния эндокринной системы, поскольку она обеспечивает регуляцию жизненно важных процессов в организме человека [Дедов И.И., 2002]. Надпочечник (надпочечная железа) как железа внутренней секреции является одним из важнейших ее компонентов [Дедов И.И., 2000; Калинин А.П., 1998].

Исследования, посвященные изучению надпочечников, показали, что их структурно-функциональное состояние может свидетельствовать об адекватности реагирования адаптивной системы организма на экзогенные и эндогенные стрессорные воздействия [Ольховик В.П., 1969, 1974; Бернет Ф. 1971; Мухаметов Р.Ю. и др., 1973; Стабровский Е.М., 1973; Алисиевич В.И., 1974, 1976, 1995; Алексеева Н.Б., 1976; Маршани З.М, 1983; Обут Т.А., 1992, 1994]. Степень интенсивности действия стрессорных факторов отражает выраженность реакции различных зон коры надпочечных желез. Слабые стрессоры вызывают реакцию сначала в клубочковой зоне коркового вещества надпочечников [Перельмутер В.М. и др., 1993]. Длительные стрессы приводят к наибольшим проявлениям реакции со стороны их пучковой и сетчатой зон [Алисиевич В.И., 1969, 1995; Уткина Т.М., 1977, 1984]. При сильных длительных стрессорных воздействиях реагируют все структурно-функциональные зоны коры надпочечных желез, и по степени их выраженности можно судить об уровне адаптивной реакции организма в целом [Ольховик В.П., 1969, 1974; Стабровский Е.М., 1973; Алисиевич В.И., 1976, 1995; Осьминкин В.А., 1990].

Многие исследования показали, что стероидные гормоны надпочечных желез, в частности кортикостерон, играет существенную роль в модуляции потребления алкоголя в популяции крыс [Климачевский A.A., 2009]. Было показано, что хирургическое удаление надпочечной железы или угнетение их функций фармакологическим путем уменьшает добровольное потребление этанола, и что краткосрочное лечение кортикостероном полностью устраняет эти эффекты. Продолжительное лечение супрареналэктомированных животных с ежедневным приемом кортикостерона увеличивает потребление этанола до уровня, превышающего обычный, и наблюдаемого у интактных животных. Кроме того, при повышенной секреции кортикостерона, например, при ограничении приема пищи увеличивается потребление алкоголя, и этот эффект является кортикостеронзависимым. Фалке и др. [1996] при изучении головного мозга обнаружили, что кортикостерон содействует потреблению алкоголя, а также установили, что интрацеребровентрикулярное введение кортикостерона восстанавливает потребление этанола у супрареналэктомированных животных до уровня, не отличающегося от интактных животных. Кроме того, было обнаружено, что введение кортикостерона в брюшную полость животных увеличивает у них предпочтение воде этанола. Все эти результаты позволяют предположить, что кортикостерон облегчает потребление алкоголя в популяции крыс.

Несмотря на значительное число работ, посвященных исследованию действия алкоголя на клеточном, тканевом, органном и системном уровнях, недостаточно освещены вопросы влияния хронической алкогольной интоксикации на нейроэндокринную систему, в частности, на морфофункциональ-ные особенности коры надпочечных желез у животных, подвергавшихся принудительной алкоголизации, а также предпочитавших алкоголь питьевой воде. Установлено, что этанол обладает способностью непосредственно влиять на конформацию белковых молекул, нарушая их способность к функционированию. Именно этим определяется свойство этанола снижать силу сердечных сокращений. Наряду с этим, учитывая нарушения антиоксидантной

системы при алкогольной интоксикации, выявленные биохимическими методами, не исследован вопрос о модифицирующем действии антиоксидантов на течение алкогольной интоксикации.

Цель исследования - оценить структурно-функциональные преобразования коры надпочечных желез крыс под влиянием а-токоферола на фоне пролонгированной хронической алкогольной интоксикации.

Задачи исследования:

1. В эксперименте на животных разработать модель пролонгированной хронической алкогольной интоксикации.

приема алкоголя. Показаны особенности изменений гистохимических маркеров белкового обмена (оптическая плотность белка в ядре и цитоплазме клеток, РНК ядрышек и цитоплазмы) в их связи с размерами ядер и площади сечений цитоплазмы. Полученные данные впервые сопоставлены с морфологической характеристикой особенностей распределения гранул холестерина и динамикой изменения содержания липидов, что выявило наличие морфологических маркеров нарушения метаболизма клеток в условиях хронической алкогольной интоксикации.

Получены приоритетные данные, отражающие изменение морфомет-рических показателей в условиях метаболической коррекции с использованием а-токоферола. Установлено, что увеличение длительности приема алкоголя приводит к более выраженным нарушениям распределения холестерина и общих липидов в коре надпочечников, что является показателями нарушения жирового обмена у животных в условиях хронической алкогольной интоксикации. Показано, что проведение метаболической коррекции привело к нормализации структурных маркеров жирового обмена, которое соответствовало восстановительным процессам в коре НП, как по данным морфо-метрии, так и результатам гистохимического исследования.

Таким образом, впервые проведена комплексная оценка функциональных и морфологических особенностей коры НП, что позволило в рамках экспериментальной модели изучить пути коррекции и оценить эффективность использовавшегося антиоксидантного агента - а-токоферола.

Практическая значимость и реализация результатов исследовании. Полученные результаты могут быть использованы для выявления особенностей структурно-функциональных изменений интерреналовой системы надпочечников при алкоголизации организма и разработки путей их коррекции.

Разработанная модель хронической алкогольной интоксикации и экспериментальная и математические модели морфофункциональных изменений коры надпочечных желез внедрены в работы НИИ экспериментальной

биологии и медицины при ГБОУ ВПО «Воронежская государственная медицинская академия имени H.H. Бурденко» МЗ РФ.

Основные положения, выносимые на защиту:

2. Обнаруженные структурно-функциональные сдвиги и показатели белкового обмена тесно коррелируют с изменениями липидного обмена, в частности - обмена холестерина. Выявлена зависимость между качественными изменениями содержания холестерина в различных зонах коры и оптической плотностью белка в ядре и цитоплазме клеток коры надпочечников.

3. Проведение метаболической коррекции с помощью а-токоферола оказывает позитивное влияние на морфологическое состояние коры надпочечников в разработанной экспериментальной модели, что выражалось в положительной, по сравнению с группами животных, не получавших антиокси-дантную коррекцию, динамике морфометрических параметров и оптической плотности белка и РНК.

ференции молодых ученых-медиков (Казань, 2012); международной научной конференции «Актуальные вопросы морфологии» (Кишинев, Молдова, 2012).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 научных работ (из них 6 в журналах, рекомендованных ВАК РФ).

Глава I. МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА НАДПОЧЕЧНЫЕ ЖЕЛЕЗЫ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1. Функциональная морфология надпочечных желез

Надпочечные железы высших млекопитающих представляют собой парные уплощенные образования, находящиеся забрюшинно, в непосредственной близости от верхнего полюса почек [Майстренко H.A., 2000, Дедов И.И., 2000]. Они развиваются из двух эмбриологически различных тканей: мезодермы - источника образования коры, и клеток ганглиев симпатической нервной системы, которые формируют мозговое вещество надпочечных желез. В связи с этим корковое вещество относится к так называемой интерре-наловой системе [Фадеев В.В., 2008], а мозговое вещество - к адреналовой системе [Фадеев В.В., 2005].

Надпочечная железа состоит из коркового и мозгового вещества, которые различаются по происхождению, строению и функциям. Снаружи железа окружена толстой соединительнотканной капсулой, состоящей из пучков коллагеновых и эластических волокон, нескольких слоев фиброцитов и глад-комышечных клеток, направленных параллельно поверхности надпочечника [Сапин М.Р., 2012]. От капсулы внутрь органа в радиальном направлении отходят соединительнотканные прослойки. В центре железы находятся крупные вены мозгового вещества [Сапин М.Р., 1974].

Корковое вещество составляет 80-90 % всей железы [Дедов И.И., 2000, Фадеев В.В., 2008]. Корковая паренхима надпочечной железы в пространстве между капсулой надпочечника и мозговым веществом состоит из трех последовательно расположенных зон. Классическое подразделение коры надпочечных желез на зоны, введенное Арнольдом [1866], широко распространено в отечественной и зарубежной литературе [Артишевский А.А., 1977; Хэм А., Кормак Д., 1983; Мяделец О.Д. 2001, 2002].

Функция надпочечных желез заключаются в выработке стероидных гормонов. Попадая в кровь гормоны, с ее током достигают регулируемых клеток, тканей, органов, называемых мишенями [Аруин Л.И., 1966]. Синтезируемые в надпочечниках гормоны являются производными циклопентано-пергидрофенантрена (стерана), содержащего в своей основе стероидное кольцо из 17 атомов углерода, и называются кортикостероидами. В настоящее время описано порядка 100 кортикостероидных соединений, часть из них биологически активна. В зависимости от особенностей строения, места синтеза и выполняемых функций кора надпочечных желез выделяет три типа гормонов - глюкокортикоиды (кортизол, кортикостерон), минералокортико-иды (альдостерон, дезоксикортикостерон) и половые гормоны (андрогены) [Рунов Г.П., 2006]. Глюкокортикоиды секретируются в пучковой зоне надпочечников в довольно высоких концентрациях под контролем адренокортико-тропного гормона (АКТГ) [Nadeau S., 2003], тогда как секреция минералокор-тикоидов происходит в клубочковой зоне под контролем ангиотензина II, циркулирующего в крови [Kinney М.А., 2000].

Непосредственно под капсулой надпочечника расположена клубочко-вая зона, клетки которой сгруппированы в небольшие сферические гроздья, разделенные капиллярами и по сравнению с другими зонами имеет небольшие по размеру клетки. Их ядра мельче и базофильнее, чем в соседней зоне. Клубочковая зона занимает примерно 15 % коркового слоя надпочечников [Хэм А., Кормак Д., 1983; Генри М. Кроненберг, 2010]. Паренхиматозные клетки э�

Информация о работе

Кварацхелия, Анна Гуладиевна
кандидата биологических наук
Новосибирск, 2013
ВАК 03.03.04

Диссертация

Морфофункциональная характеристика коры надпочечных желез крыс при пролонгированной алкогольной интоксикации и применении антиоксидантов - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы